一种POR电路的制作方法

一种por电路
技术领域
1.本技术涉及电路测试技术领域，尤其涉及一种por电路。


背景技术：

2.随着科技的快速发展，越来越多的电子产品出现在人们的生活中。不同电子产品中有着许多不同的电路系统，而不同的电路系统之中又会有存在着许多不同的组成电路。
3.上电复位电路(power on reset电路，简称por电路)，在电源系统中有广泛的应用。上电复位电路在控制系统中的作用是启动单片机开始工作。但在电源上电以及在正常工作时电压异常或干扰时，电源会有一些不稳定的因素，为单片机工作的稳定性可能带来严重的影响。因此，在电源上电时延时输出给芯片输出-复位信号。而为了满足市场需求，por电路也逐渐向小面积、低功耗、高稳定性方向发展。现有por电路的上电延时模块通常采用电容电阻的rc充电来实现，由于引入较大的电容和电阻，从而增加了por电路的面积。
4.因此，如何使得por电路面积更小，是本领域技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种por电路，利用装载电流镜控制的充放电延时模块的por电路实现对电压产生电路产生的电压进行检测减小传统rc充放电部分电容和电阻部分的面积，从而解决了现有技术中por电路的面积过大的问题。
6.为解决上述技术问题，本技术公开了一种por电路，包括：
7.启动单元、触发器单元、第一反相器单元、延时单元和第二反相器单元依次顺序连接；
8.所述启动单元的输入端与电源vcc连接，所述第二反相器单元的输出端与数字模块连接；
9.所述启动单元，用于接收电源vcc的输入电压，当所述输入电压达到开启阈值时开启所述por电路；
10.所述触发器单元，用于响应所述启动单元发送的开启por电路信号，将所述电源vcc的所述输入电压的等值电压输出；
11.所述第一反相器单元，用于接收所述触发器单元输出的等值电压；将所述等值电压翻转，生成第一电压，将所述第一电压输出；
12.所述延时单元，用于利用电流镜控制的电流产生电路输入的电流进行充电；当累积充电达到设定阈值时接收所述第一电压并进行翻转，生成第二电压，将所述第二电压输出；
13.所述第二反相器单元，用于接收所述第二电压，将所述第二电压连续翻转，生成第三电压，将所述第三电压输出。
14.可选的，所述启动单元包括：
15.第一电阻、第二电阻、第一nmos管、第二nmos管、第三nmos管；
16.所述第二电阻一端与所述第一nmos管的漏极连接，另一端与所述电源vcc连接；
17.所述第一nmos管的源极与所述第二nmos管的漏极连接；
18.所述第二nmos管的源极与所述第三nmos管的漏极连接；
19.所述第三nmos管的源极接地；
20.所述第一nmos管至第三nmos管的栅极与所述第一电阻连接并接入所述电源vcc；其中所述第一电阻用于保护所述第一nmos管至第三nmos管。
21.可选的，所述触发器单元为施密特触发器单元。
22.可选的，所述触发器单元包括：
23.第一pmos管、第二pmos管和第三pmos管、第四nmos管、第三电阻；
24.所述第一pmos管的源极接入电源vcc，漏极与第二pmos管的源极连接；
25.所述第二pmos管的漏极与第四nmos管的漏极连接；
26.所述第四nmos管的源极接地；
27.所述第三电阻与所述第三pmos管的漏极连接；
28.所述第三pmos管的源极与所述第一pmos管的漏极和所述第二pmos管的源极连接，栅极与所述第二pmos管的漏极和所述第四nmos管的漏极连接；
29.所述第一pmos管、第二pmos管和所述第四nmos管的栅极与所述启动单元的所述第一nmos管的漏极连接。
30.可选的，所述第一反相器单元包括：
31.第四pmos管和第五nmos管；
32.所述第四pmos管的源极与所述电源vcc连接，漏极与所述第五nmos管连接；
33.所述第五nmos管的源极接地；
34.所述第四pmos管的栅极与所述第五nmos管的栅极连接并接入所述触发器单元的所述第四nmos管的漏极。
35.可选的，所述延时单元包括：
36.第五pmos管、第六nmos管和第一电容；
37.所述第五pmos管的源极与所述电流镜控制的电流产生电路连接；
38.所述第六nmos管的漏极与所述第五pmos管的漏极连接，源极接地；
39.所述第一电容一端与所述第六nmos管的漏极连接，另一端接地；
40.所述第五pmos管的栅极与所述第六nmos管的栅极连接并接入所述第一反相器单元的所述第五nmos管的漏极。
41.可选的，第二反相器单元包括：
42.第六pmos管、第七pmos管、第八pmos管、第九pmos管和第七nmos管、第八nmos管、第九nmos管、第十nmos管；
43.所述第六pmos管和所述第七nmos管构成第一反相器；
44.所述第六pmos管的源极接入电源vcc；
45.所述第七nmos管的漏极与所述第六pmos管的漏极连接，源极接地；
46.所述第六pmos管和所述第七nmos管的栅极连接并接入所述延时单元的所述第六nmos管漏极；
47.所述第七pmos管和所述第八nmos管构成第二反相器；
48.所述第七pmos管的源极接入电源vcc；
49.所述第八nmos管的漏极与所述第七pmos管的漏极连接，源极接地；
50.所述第八nmos管和所述第七pmos管的栅极连接并接入所述第七nmos管的漏极；
51.所述第八pmos管和所述第九nmos管构成第三反相器；
52.所述第八pmos管的源极接入电源vcc；
53.所述第九nmos管的漏极与所述第八pmos管的漏极连接，源极接地；
54.所述第九nmos管和所述第八pmos管的栅极连接并接入所述第八nmos管的漏极；
55.所述第九pmos管和所述第十nmos管构成第四反相器；
56.所述第九pmos管的源极接入电源vcc；
57.所述第十nmos管的漏极与所述第九pmos管的漏极连接并接入数字模块，源极接地；
58.所述第十nmos管和所述第九pmos管的栅极连接并接入所述第九nmos管的漏极。
59.可选的，所述电流镜控制的电流产生电路包括：
60.第十pmos管、第十一pmos管、第十二pmos管、第十三pmos管、第十四pmos管、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关和第四电阻；
61.所述第十pmos管的源极与电源vcc连接，漏极与所述第四电阻的一端连接；
62.所述第四电阻的另一端与所述第一开关一端连接；
63.所述第一开关的另一端与所述电流镜连接；
64.所述第十一pmos管、第十二pmos管、第十三pmos管和第十四pmos管的源极与所述电源vcc连接，漏极分别与所述第二开关、第三开关、第四开关、第五开关连接并接入所述延时单元的所述第五pmos管的源极；
65.所述第十一pmos管、第十二pmos管、第十三pmos管和第十四pmos管的栅极连接并接入所述第四电阻和所述第一开关的连接端。
66.可选的，所述por电路还包括：
67.第十五pmos管；
68.所述第十五pmos管的源极接入电源vcc；
69.所述第十五pmos管的漏极与所述延时单元的所述第六nmos管的漏极连接；
70.所述第十五pmos管的栅极与所述第二反相器的所述第七pmos管和所述第八nmos管的栅极连接。
71.从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：
72.本技术实施例中，可以确定本技术提供了一种由启动单元、触发器单元、第一反相器单元、延时单元和第二反相器单元依次顺序连接组成的por电路。其中启动单元的输入端与电源vcc连接，第二反相器单元的输出端与数字模块连接。当启动单元接收到的电源vcc的输入电压达到开启阈值时开启por，然后触发器单元电路响应启动单元发送的开启por电路信号，将电源vcc的输入电压的等值电压输出至第一反相器单元并进行翻转生成第一电压发送至延时单元。然后装载电流镜控制的充放电延时单元利用电流镜控制的电流产生电路输入的电流进行充电，当累积充电达到设定阈值时接收第一电压并进行翻转，生成第二电压。然后延时模块将生成的第二电压发送至第二反相器单元，使第二反相器单元将第二电压连续翻转，生成第三电压，最后将第三电压输出。由于将传统的rc充放电延时模块，改
成了装载电流镜控制的充放电延时单元，减小了rc充放电部分电容和电阻的面积，从而使得por电路的面积更小。
附图说明
73.图1为本技术实施例公开的一种por电路的结构框图；
74.图2为本技术实施例公开的一种启动单元的电路结构图；
75.图3为本技术实施例公开的一种触发器单元的电路结构；
76.图4为本技术实施例公开的一种第一反相器单元的电路结构图；
77.图5为本技术实施例公开的一种延时单元的电路结构图；
78.图6为本技术实施例公开的一种第二反相器单元的电路结构图；
79.图7为本技术实施例公开的一种电流镜控制的电流产生电路；
80.图8为本技术实施例公开的一种por电路的电路结构图；
81.图9为本技术实施例公开的一种por电路的应用场景结构框图。
具体实施方式
82.正如前文所述，现有技术中por电路的上电延时模块通常占用面积较大。具体来说，现有技术中por电路的上电延时模块通常采用电容电阻的rc充电来实现，由于使用rc充放电延时模块，引入较大的电容和电阻，导致por电路的占用面积过大，从而不能满足市场对于小面积por电路的需求。
83.为解决上述问题，本技术提供了一种por电路，该por电路包括：启动单元、触发器单元、第一反相器单元、延时单元和第二反相器单元依次顺序连接组成。其中启动单元的输入端与电源vcc连接，第二反相器单元的输出端与数字模块连接。当启动单元接收到的电源vcc的输入电压达到开启阈值时开启por，然后触发器单元电路响应启动单元发送的开启por电路信号，将电源vcc的输入电压的等值电压输出至第一反相器单元并进行翻转生成第一电压发送至延时模块。然后装载电流镜控制的充放电延时模块利用电流镜控制的电流产生电路输入的电流进行充电，当累积充电达到设定阈值时接收第一电压并进行翻转，生成第二电压。然后延时模块将生成的第二电压发送至第二反相器单元，使第二反相器单元将第二电压连续翻转，生成第三电压，最后将第三电压输出。
84.如此，将传统的rc充放电延时模块，改成了装载电流镜控制的充放电延时模块，减小了rc充放电部分电容和电阻的面积，从而使得por电路的面积更小。
85.需要说明的是，本技术提供的一种por电路，可广泛应用于各类系统芯片中。
86.为了使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
87.图1为本技术实施例公开了的一种por电路的结构框图，包括:
88.启动单元(101)、触发器单元(102)、第一反相器单元(103)、延时单元(104)和第二反相器单元(105)；
89.所述启动单元、触发器单元、第一反相器单元、延时单元和第二反相器单元依次顺
序连接；
90.所述启动单元，用于接收电源vcc的输入电压，当所述输入电压达到开启阈值时开启所述por电路；
91.所述触发器单元，用于响应所述启动单元发送的开启por电路信号，将所述电源vcc的所述输入电压的等值电压输出；
92.所述第一反相器单元，用于接收所述触发器单元输出的等值电压；将所述等值电压翻转，生成第一电压，将所述第一电压输出；
93.所述延时单元，用于利用电流镜控制的电流产生电路输入的电流进行充电；当累积充电达到设定阈值时接收所述第一电压并进行翻转，生成第二电压，将所述第二电压输出；
94.所述第二反相器单元，用于接收所述第二电压，将所述第二电压连续翻转，生成第三电压，将所述第三电压输出。
95.在实际应用中，启动单元、触发器单元、第一反相器单元、延时单元和第二反相器单元依次顺序连接组成的por电路，启动单元的输入端与电源vcc连接负责接收输入电压vcc，当接收到的电源vcc的输入电压达到开启阈值时开启por，然后触发器单元电路响应启动单元发送的开启por电路信号，将电源vcc的输入电压的等值电压输出至第一反相器单元并进行翻转生成第一电压发送至延时单元。然后装载电流镜控制的充放电延时模块利用电流镜控制的电流产生电路输入的电流进行充电，当累积充电达到设定阈值时接收第一电压并进行翻转，生成第二电压。然后延时模块将生成的第二电压发送至第二反相器单元，使第二反相器单元将第二电压连续翻转，生成第三电压，最后将第三电压输出。其中电流镜是一种电路块，其功能是通过复制输出端子中的电流来产生流入或流出输入端子的电流的副本。电流镜的特性是保持输入输出电流恒定，当电源系统或者待检测电压上电较慢，超出por电路的上电延时时，那么我们就可以通过控制电流镜的开关，减小输入电流，来减缓por电路的上电时间。由于将传统的rc充放电延时模块，改成了装载电流镜控制的充放电延时单元，减小了rc充放电部分电容和电阻的面积，从而使得por电路的面积更小。
96.图2为本技术实施例公开了的一种启动单元的带电路结构图，具体的，启动单元包括：
97.第一电阻(r1)、第二电阻(r2)、第一nmos管(mn1)、第二nmos管(mn2)、第三nmos管(mn3)；
98.所述第二电阻一端与所述第一nmos管的漏极连接，另一端与所述电源vcc连接；
99.所述第一nmos管的源极与所述第二nmos管的漏极连接；
100.所述第二nmos管的源极与所述第三nmos管的漏极连接；
101.所述第三nmos管的源极接地；
102.所述第一nmos管至第三nmos管的栅极与所述第一电阻连接并接入所述电源vcc；其中所述第一电阻用于保护所述第一nmos管至第三nmos管。
103.在实际应用中，电源vcc输入电压的大小决定了nmos管mn1、mn2、mn3开启还是关闭。在电源vcc快上电的过程中，mn1、mn2、mn3起初是处于断开状态的，por电路未被启动。此时mn1和r2中间的结点电压等于此时电源vcc的输入电压。当输入电压达到nmos管mn1、mn2、mn3的开启阈值时，por电路启动，其中nmos管mn1、mn2、mn3导通，此时由于nmos管分压导致
mn1和r2中间的结点电压不等于输入电压，即出现压差。为了保护nmos管mn1、mn2、mn3还会在mn1、mn2、mn3的栅极连接一块电阻r1进行保护。
104.作为一种实施方式，针对不同系统中的不同触发器单元，本技术中的所述触发器单元具体为施密特触发器单元。
105.在实际应用中，对于标准施密特触发器，当输入电压高于正向阈值电压，输出为高；当输入电压低于负向阈值电压，输出为低；当输入在正负向阈值电压之间，输出不改变。
106.图3为本技术实施例公开了的一种触发器单元的电路结构图，具体的，所述触发器单元包括：
107.第一pmos管(mp1)、第二pmos管(mp2)和第三pmos管(mp3)、第四nmos管(mn4)、第三电阻(r3)；
108.所述第一pmos管的源极接入电源vcc，漏极与第二pmos管的源极连接；
109.所述第二pmos管的漏极与第四nmos管的漏极连接；
110.所述第四nmos管的源极接地；
111.所述第三电阻与所述第三pmos管的漏极连接；
112.所述第三pmos管的源极与所述第一pmos管的漏极和所述第二pmos管的源极连接，栅极与所述第二pmos管的漏极和所述第四nmos管的漏极连接；
113.所述第一pmos管、第二pmos管和所述第四nmos管的栅极与所述启动单元的所述第一nmos管的漏极连接。
114.在实际应用中，在nmos管mn1、mn2、mn3导通之后，当mn1与r2中间的节点电压与电源vcc的输入电压之间的差值达到mp1、mp2的阈值时，施密特触发器单元开启。此时mp1和mp2会将mn4的漏端电压从0拉到与电源vcc的输入电压相同，即变为高电平，生成一个与输入电压相等的等值电压，然后输出到下一单元。该结构的施密特触发器单元还可以起到一个迟滞电压的作用。例如，一个触发器单元的开启阈值为10ma，当输入电压在9-11ma之间波动时，即出现毛刺现象，就会使触发器反复出现开启于关闭状态而影响正常的使用，而该结构的施密特触发器单元在电源vcc输出的电压波动时，也就是说输出由高电位翻转为低电位，或是由低电位翻转为高电位时所对应的阈值电压是不同的。只有当输入电压发生足够的变化时，输出才会变化。这种双阈值动作被称为迟滞现象，表明施密特触发器有记忆性。
115.图4为本技术实施例公开了的一种第一反相器单元的电路结构图，具体的，所述第一反相器单元包括：
116.第四pmos管(mp4)和第五nmos(mn5)管；
117.所述第四pmos管的源极与所述电源vcc连接，漏极与所述第五nmos管连接；
118.所述第五nmos管的源极接地；
119.所述第四pmos管的栅极与所述第五nmos管的栅极连接并接入所述触发器单元的所述第四nmos管的漏极。
120.在实际应用中，反相器可以将输入信号的相位翻转180度，也就是说，当输入信号为高电位时，反相器的输出信号为低电位；当输入信号为低电压时，反相器的输出信号为高电位。
121.图5为本技术实施例公开了的一种延时单元的电路结构图，具体的，所述延时单元包括：
122.第五pmos管(mp5)、第六nmos管(mn6)和第一电容(c1)；
123.所述第五pmos管的源极与所述电流镜控制的电流产生电路连接；
124.所述第六nmos管的漏极与所述第五pmos管的漏极连接，源极接地；
125.所述第一电容一端与所述第六nmos管的漏极连接，另一端接地；
126.所述第五pmos管的栅极与所述第六nmos管的栅极连接并接入所述第一反相器单元的所述第五nmos管的漏极。
127.在实际应用中，当pmos管的栅极电压为低电平时处于开启状态，此时mp5利用电流镜控制的电流产生电路输入的电流对电容c1进行充电。当电容c1充满电后才会对输入信号进行翻转，将低电平翻转为高电平，这样就起到一个延时的作用。
128.图6为本技术实施例公开了的一种第二反相器单元的电路结构图，具体的，所述第二反相器单元包括：
129.第六pmos管(mp6)、第七pmos管(mp7)、第八pmos管(mp8)、第九pmos管(mp9)和第七nmos管(mn7)、第八nmos管(mn8)、第九nmos管(mn9)、第十nmos管(mn10)；
130.所述第六pmos管和所述第七nmos管构成第一反相器；
131.所述第六pmos管的源极接入电源vcc；
132.所述第七nmos管的漏极与所述第六pmos管的漏极连接，源极接地；
133.所述第六pmos管和所述第七nmos管的栅极连接并接入所述延时单元的所述第六nmos管漏极；
134.所述第七pmos管和所述第八nmos管构成第二反相器；
135.所述第七pmos管的源极接入电源vcc；
136.所述第八nmos管的漏极与所述第七pmos管的漏极连接，源极接地；
137.所述第八nmos管和所述第七pmos管的栅极连接并接入所述第七nmos管的漏极；
138.所述第八pmos管和所述第九nmos管构成第三反相器；
139.所述第八pmos管的源极接入电源vcc；
140.所述第九nmos管的漏极与所述第八pmos管的漏极连接，源极接地；
141.所述第九nmos管和所述第八pmos管的栅极连接并接入所述第八nmos管的漏极；
142.所述第九pmos管和所述第十nmos管构成第四反相器；
143.所述第九pmos管的源极接入电源vcc；
144.所述第十nmos管的漏极与所述第九pmos管的漏极连接并接入数字模块，源极接地；
145.所述第十nmos管和所述第九pmos管的栅极连接并接入所述第九nmos管的漏极。
146.在实际应用中，因为输入第二反相器单元的输入信号可能存在波动，为了使波动更小或者消失，可以采用多个反相器相连的结构进行翻转输入信号。在本技术中，第一反相器将输入信号进行180度翻转然后输出至第二反相器。第二反相器将接收到的信号再次翻转180度并输出至第三反相器。第三反相器将接收到的信号再次翻转180度并输出至第四反相器，最后第四反相器将接收到的信号再次翻转180度并输出。
147.图7为本技术实施例公开了的一种电流镜控制的电流产生电路，具体的，所述电流镜控制的电流产生电路包括：
148.第十pmos管(mp10)、第十一pmos管(mp11)、第十二pmos管(mp12)、第十三pmos管
(mp13)、第十四pmos管(mp14)、第一开关(s1)、第二开关(s2)、第三开关(s3)、第四开关(s4)、第五开关(s5)和第四电阻(r4)；
149.所述第十pmos管的源极与电源vcc连接，漏极与所述第四电阻的一端连接；
150.所述第四电阻的另一端与所述第一开关一端连接；
151.所述第一开关的另一端与所述电流镜连接；
152.所述第十一pmos管、第十二pmos管、第十三pmos管和第十四pmos管的源极与所述电源vcc连接，漏极分别与所述第二开关、第三开关、第四开关、第五开关连接并接入所述延时单元的所述第五pmos管的源极；
153.所述第十一pmos管、第十二pmos管、第十三pmos管和第十四pmos管的栅极连接并接入所述第四电阻和所述第一开关的连接端。
154.在实际应用中，电流镜可以保持输入输出电流恒定，而且其面积远小于传统rc延时模块中电容和电阻的面积。当电源系统的上电延时超出por电路的上电延时时，可以通过挡位来调整电流产生电路输入电流的大小，来调整延时，在电源系统的功能完全建立时，再输出高电平电压。例如，当电源系统或者待检测电压上电较慢，超出por电路的上电延时时，那么我们就可以通过控制电流镜的开关，减小trim电流，来减缓por电路的上电时间。
155.图8为本技术实施例公开了的一种por电路的电路结构图，为了使延时单元输出的第二电压稳定，具体的，所述一种por电路还包括：
156.第十五pmos管(mp15)；
157.所述第十五pmos管的源极接入电源vcc；
158.所述第十五pmos管的漏极与所述延时单元的所述第六nmos管的漏极连接；
159.所述第十五pmos管的栅极与所述第二反相器的所述第七pmos管和所述第八nmos管的栅极连接。
160.在实际应用中，由于延时单元输出的第二电压并不是稳定的，可能汇出先毛刺现象，因此，在延时电路后面可连接一个pmos管mp15，以使第二电压能够稳定输出。
161.图9为本技术实施例公开了的一种por电路的应用场景结构框图，本发明提供的一种por电路，接收电压产生电路(如ldo)的输出电压，在电压产生电路的电压出现较大毛刺影响电路正常工作时，por电路需要产生低电平复位信号发送到数字模块，来告诉系统电压异常，需要停止工作。
162.综上所述，在确定本技术提供了一种由启动单元、触发器单元、第一反相器单元、延时单元和第二反相器单元依次顺序连接组成的por电路。其中启动单元的输入端与电源vcc连接，第二反相器单元的输出端与数字模块连接。当启动单元接收到的电源vcc的输入电压达到开启阈值时开启por，然后触发器单元电路响应启动单元发送的开启por电路信号，将电源vcc的输入电压的等值电压输出至第一反相器单元并进行翻转生成第一电压发送至延时模块。然后装载电流镜控制的充放电延时模块利用电流镜控制的电流产生电路输入的电流进行充电，当累积充电达到设定阈值时接收第一电压并进行翻转，生成第二电压。然后延时模块将生成的第二电压发送至第二反相器单元，使第二反相器单元将第二电压连续翻转，生成第三电压，最后将第三电压输出。由于将传统的rc充放电延时模块，改成了装载电流镜控制的充放电延时模块，减小了rc充放电部分电容和电阻的面积，从而使得por电路的面积更小。
163.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。